JPH09227936A - 低降伏点構造用鋼板の製造法 - Google Patents
低降伏点構造用鋼板の製造法Info
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- JPH09227936A JPH09227936A JP3392996A JP3392996A JPH09227936A JP H09227936 A JPH09227936 A JP H09227936A JP 3392996 A JP3392996 A JP 3392996A JP 3392996 A JP3392996 A JP 3392996A JP H09227936 A JPH09227936 A JP H09227936A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地震などに対し建築構造物を制振構造とする
際に用いる、振動吸収能力が高い低降伏点構造用鋼板の
製造法を開発する。 【解決手段】Ｃ：0.0050％以下、Si：0.02％以下、Ti：
0.005 〜0.080 ％を含有し、さらに必要により、Nb：0.
005 〜0.030 ％、Ｂ：0.0003〜0.0030％の１種または両
方を含有させ、これを 650〜830 ℃の温度範囲で仕上げ
圧延を行った後、830 〜930℃の温度範囲で焼ならし処
理を行う。
際に用いる、振動吸収能力が高い低降伏点構造用鋼板の
製造法を開発する。 【解決手段】Ｃ：0.0050％以下、Si：0.02％以下、Ti：
0.005 〜0.080 ％を含有し、さらに必要により、Nb：0.
005 〜0.030 ％、Ｂ：0.0003〜0.0030％の１種または両
方を含有させ、これを 650〜830 ℃の温度範囲で仕上げ
圧延を行った後、830 〜930℃の温度範囲で焼ならし処
理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、降伏強度150 N/mm
2 以下と降伏強度の極めて低くかつ建築用鋼材として十
分な靱性を有する低降伏点構造用鋼板の製造法に関する
ものである。特に建築構造部の安定性を確保するため、
地震、風などの振動外乱に対し建築構造物の応答を抑制
しようとする制振構造が必要であるが、本発明は、振動
吸収能力が高い構造用鋼として利用範囲が広く産業上大
変有利である低降伏点構造用鋼板の製造法に関する。
2 以下と降伏強度の極めて低くかつ建築用鋼材として十
分な靱性を有する低降伏点構造用鋼板の製造法に関する
ものである。特に建築構造部の安定性を確保するため、
地震、風などの振動外乱に対し建築構造物の応答を抑制
しようとする制振構造が必要であるが、本発明は、振動
吸収能力が高い構造用鋼として利用範囲が広く産業上大
変有利である低降伏点構造用鋼板の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、建築や橋梁などの安全性向上のた
めに、地震時の構造部材のエネルギー吸収量の大きな材
料、すなわち降伏点の低い材料が望まれ、その製造方法
が下記のように種々提案されている。
めに、地震時の構造部材のエネルギー吸収量の大きな材
料、すなわち降伏点の低い材料が望まれ、その製造方法
が下記のように種々提案されている。
【０００３】(1) 強化元素の添加を抑制し、0.5 〜4.0
％のSiを添加して熱間圧延後の焼ならし処理時の昇温過
程で結晶粒の異常成長を起こさせ、降伏強さの低い構造
用鋼を製造する方法 (特開平５−320761号公報参照) 。
％のSiを添加して熱間圧延後の焼ならし処理時の昇温過
程で結晶粒の異常成長を起こさせ、降伏強さの低い構造
用鋼を製造する方法 (特開平５−320761号公報参照) 。
【０００４】(2) 強化元素の添加を抑制し、0.4 〜4.0
％のSiおよび0.10〜3.0 ％のAlを添加して熱間圧延後の
焼ならし処理時の昇温過程で結晶粒の異常成長を起こさ
せ、降伏強さの低い構造用鋼を製造する方法 (特開平５
−320762号公報参照) 。
％のSiおよび0.10〜3.0 ％のAlを添加して熱間圧延後の
焼ならし処理時の昇温過程で結晶粒の異常成長を起こさ
せ、降伏強さの低い構造用鋼を製造する方法 (特開平５
−320762号公報参照) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
による低降伏点鋼材は、いずれも結晶粒の粗大化により
低降伏点化を図っているため、結晶粒界が弱く靱性がや
や劣っており、建築用構造物への適用に問題があった。
による低降伏点鋼材は、いずれも結晶粒の粗大化により
低降伏点化を図っているため、結晶粒界が弱く靱性がや
や劣っており、建築用構造物への適用に問題があった。
【０００６】本発明の目的は、Siを含有させることな
く、引張強さが200 〜280N/mm2、降伏強さが150 N/mm2
以下の範囲でバラツキが小さく、伸びが40％以上であ
り、０℃での衝撃値が47Ｊ以上と建築構造物として優れ
た靱性レベルを有する低降伏点構造用鋼板の製造法を提
供することにある。
く、引張強さが200 〜280N/mm2、降伏強さが150 N/mm2
以下の範囲でバラツキが小さく、伸びが40％以上であ
り、０℃での衝撃値が47Ｊ以上と建築構造物として優れ
た靱性レベルを有する低降伏点構造用鋼板の製造法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ところで、降伏強さを低
くする手法として各種添加元素を低下し純鉄系成分に近
づけ、結晶粒を極限まで粗大化することが有効である。
しかしこの場合同時に粒界脆化をおこし靱性が劣化す
る。これは成分が低く結晶粒が粗大であるため粒界強度
が粒内に比べ低くなり、粒界に応力集中を生じ粒界より
亀裂の発生が生じやすくなるためである。
くする手法として各種添加元素を低下し純鉄系成分に近
づけ、結晶粒を極限まで粗大化することが有効である。
しかしこの場合同時に粒界脆化をおこし靱性が劣化す
る。これは成分が低く結晶粒が粗大であるため粒界強度
が粒内に比べ低くなり、粒界に応力集中を生じ粒界より
亀裂の発生が生じやすくなるためである。
【０００８】本発明者らはここにおいて靱性の向上を種
々検討した結果、逆に粒内を低強度化することにより相
対的に粒界と粒内の強度差を低減し、粒界からの亀裂発
生を低減できることを見い出した。
々検討した結果、逆に粒内を低強度化することにより相
対的に粒界と粒内の強度差を低減し、粒界からの亀裂発
生を低減できることを見い出した。
【０００９】すなわち、粒内の固溶強化元素であるSiを
添加せず、さらに固溶強化元素であるＣ、ＮをTi元素の
微量添加により炭窒化物として固定することにより低減
し、粒内強度が低下できる。これにより粒内、粒界の強
度差がなくなり応力集中による粒界からの亀裂発生を抑
制することで高靱性が可能となった。またさらにNbある
いはＢの添加によりＣ、Ｎの固着をより強固にでき上記
特性をさらに高めることができるのである。
添加せず、さらに固溶強化元素であるＣ、ＮをTi元素の
微量添加により炭窒化物として固定することにより低減
し、粒内強度が低下できる。これにより粒内、粒界の強
度差がなくなり応力集中による粒界からの亀裂発生を抑
制することで高靱性が可能となった。またさらにNbある
いはＢの添加によりＣ、Ｎの固着をより強固にでき上記
特性をさらに高めることができるのである。
【００１０】このようにして、本発明者らは、純鉄系材
質に微量TiまたはさらにNbあるいはＢを微量添加し、適
当な仕上げ圧延を行い熱間圧延後、適当な温度で粗粒化
熱処理を施すことによって降伏強さを所定の低い範囲に
調節し、優れた靱性が得られることを知見し、本発明を
完成した。
質に微量TiまたはさらにNbあるいはＢを微量添加し、適
当な仕上げ圧延を行い熱間圧延後、適当な温度で粗粒化
熱処理を施すことによって降伏強さを所定の低い範囲に
調節し、優れた靱性が得られることを知見し、本発明を
完成した。
【００１１】ここに、本発明は、重量％で、Ｃ：0.0050
％以下、Si：0.02％以下、Mn：0.01〜0.30％、Al：0.00
5 〜0.050 ％、Ｎ：0.005 ％以下、Ti：0.005 〜0.080
％を含有し、残部が不可避的不純物から成る鋼組成を有
する鋳片を熱間圧延し、650 〜830 ℃の温度範囲で仕上
げ圧延を行った後、830 〜930 ℃の温度範囲で焼ならし
処理をすることを特徴とする低降伏点構造用鋼板の製造
法である。本発明の別の態様にあっては、前記鋼組成
が、さらにNb：0.005 〜0.030 ％、Ｂ：0.0003〜0.0030
％の１種または両方を含有するものであってもよい。
％以下、Si：0.02％以下、Mn：0.01〜0.30％、Al：0.00
5 〜0.050 ％、Ｎ：0.005 ％以下、Ti：0.005 〜0.080
％を含有し、残部が不可避的不純物から成る鋼組成を有
する鋳片を熱間圧延し、650 〜830 ℃の温度範囲で仕上
げ圧延を行った後、830 〜930 ℃の温度範囲で焼ならし
処理をすることを特徴とする低降伏点構造用鋼板の製造
法である。本発明の別の態様にあっては、前記鋼組成
が、さらにNb：0.005 〜0.030 ％、Ｂ：0.0003〜0.0030
％の１種または両方を含有するものであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において化学成分を限定す
る理由は以下のとおりである。以下、成分含有量を表す
「％」は「重量％」を示す。
る理由は以下のとおりである。以下、成分含有量を表す
「％」は「重量％」を示す。
【００１３】Ｃ：0.0050％以下 Ｃは固溶体強化と転位の固着により降伏強さを高くする
元素であり、かつ靱性を劣化させるため極力抑える必要
があるため、0.0050％を上限とする。好ましくは、0.00
3 以下である。
元素であり、かつ靱性を劣化させるため極力抑える必要
があるため、0.0050％を上限とする。好ましくは、0.00
3 以下である。
【００１４】Si：0.02％以下 Siは、固溶強化によって鋼の強度を上昇させる元素であ
るが、靱性を劣化させるため本発明で必要とする強度範
囲では添加する必要がない。すなわち、実質的に０％で
あってもよい。しかしながら、少なく抑えることはコス
トアップを招くので、その上限は0.02％とした。好まし
くは、0.015 ％以下である。
るが、靱性を劣化させるため本発明で必要とする強度範
囲では添加する必要がない。すなわち、実質的に０％で
あってもよい。しかしながら、少なく抑えることはコス
トアップを招くので、その上限は0.02％とした。好まし
くは、0.015 ％以下である。
【００１５】Mn：0.01〜0.30％ Mnは、強度と靱性を向上させる元素である。ＣおよびSi
を含有せずにMnの含有のみで200 N/mm2 以上の引張強さ
を得るためには、0.01％以上必要である。しかし、0.30
％を超えると降伏強さが150 N/mm2 を超える。従って、
Mn含有量は0.01〜0.30％とした。好ましくは、0.05〜0.
15％である。
を含有せずにMnの含有のみで200 N/mm2 以上の引張強さ
を得るためには、0.01％以上必要である。しかし、0.30
％を超えると降伏強さが150 N/mm2 を超える。従って、
Mn含有量は0.01〜0.30％とした。好ましくは、0.05〜0.
15％である。
【００１６】Al：0.005 〜0.050 ％ Alは、溶製時の脱酸に必要な元素であり、Siによる脱酸
は行わないので0.005％未満では脱酸効果が少なく、0.0
50 ％を超えるとコストアップを招く。好ましくは、0.0
07 〜0.015 である。
は行わないので0.005％未満では脱酸効果が少なく、0.0
50 ％を超えるとコストアップを招く。好ましくは、0.0
07 〜0.015 である。
【００１７】Ｎ：0.005 ％以下 Ｎは、固溶強化と転位の固着により降伏強さを高める元
素であり、かつ靱性を劣化させるため少なければ少ない
ほど望ましい。しかし、低Ｎ化することはコストアップ
を招くので許容上限を0.005 ％とした。好ましくは、0.
003 ％以下である。
素であり、かつ靱性を劣化させるため少なければ少ない
ほど望ましい。しかし、低Ｎ化することはコストアップ
を招くので許容上限を0.005 ％とした。好ましくは、0.
003 ％以下である。
【００１８】Ti：0.005 〜0.080 ％ Tiは炭窒化物を生成し、固溶Ｃ、Ｎを減少させること
で、粒内強度を低下させ、靱性を向上させる。0.005 ％
未満では固溶Ｃ、Ｎの減少が十分でなく効果が得られ
ず、0.080 ％超では析出物量が非常に多く、粗大化する
ため逆に靱性が劣化する。従ってTi含有量は0.005 〜0.
080 ％とした。好ましくは、0.010 〜0.05％である。
で、粒内強度を低下させ、靱性を向上させる。0.005 ％
未満では固溶Ｃ、Ｎの減少が十分でなく効果が得られ
ず、0.080 ％超では析出物量が非常に多く、粗大化する
ため逆に靱性が劣化する。従ってTi含有量は0.005 〜0.
080 ％とした。好ましくは、0.010 〜0.05％である。
【００１９】本発明鋼の基本成分は以上のとおりであ
り、それにより十分に目的を達成できるが、さらにその
好適態様にあっては、以下に述べるNb、Ｂを選択的に添
加すると、靱性の向上について更に好ましい結果が得ら
れる。
り、それにより十分に目的を達成できるが、さらにその
好適態様にあっては、以下に述べるNb、Ｂを選択的に添
加すると、靱性の向上について更に好ましい結果が得ら
れる。
【００２０】Nb：0.005 〜0.030 ％ NbはTiと同様に、炭窒化物を生成し、固溶Ｃ、Ｎを減少
させることで、粒内強度を低下させ、靱性を向上させ
る。0.005 ％未満では固溶Ｃ、Ｎの減少が十分でなく所
期の効果が得られず、一方、0.030 ％超では析出物量が
非常に多く、粗大化するため逆に靱性が劣化する。従っ
てNb含有量は0.005 〜0.030 ％とした。好ましくは、0.
010 〜0.020 ％である。
させることで、粒内強度を低下させ、靱性を向上させ
る。0.005 ％未満では固溶Ｃ、Ｎの減少が十分でなく所
期の効果が得られず、一方、0.030 ％超では析出物量が
非常に多く、粗大化するため逆に靱性が劣化する。従っ
てNb含有量は0.005 〜0.030 ％とした。好ましくは、0.
010 〜0.020 ％である。
【００２１】Ｂ：0.0003〜0.0030％ Ｂは窒化物を生成し、固溶Ｎを減少させることで、粒内
強度を低下させ、靱性を向上させる。0.0003％未満では
固溶Ｎの減少が十分でなく所期の効果がえられず、一
方、0.0030％超では析出物量が非常に多く、粗大化する
ため逆に靱性が劣化する。従ってＢ含有量は0.0003〜0.
0030％とした。好ましくは、0.0005〜0.0015％である。
強度を低下させ、靱性を向上させる。0.0003％未満では
固溶Ｎの減少が十分でなく所期の効果がえられず、一
方、0.0030％超では析出物量が非常に多く、粗大化する
ため逆に靱性が劣化する。従ってＢ含有量は0.0003〜0.
0030％とした。好ましくは、0.0005〜0.0015％である。
【００２２】次に、製造方法を規定する理由について説
明する。 熱間仕上げ圧延温度：650 〜830 ℃ 熱間圧延に先立って行う加熱温度は特に制限はなく、一
般的には1000〜1300℃に加熱する。次いで、熱間仕上げ
圧延をフェライト域で行い、材料に適正量の歪みを導入
し、これを焼ならし熱処理を行い再結晶させることによ
り、低降伏強さで、かつバラツキの少ない鋼板が得られ
る。
明する。 熱間仕上げ圧延温度：650 〜830 ℃ 熱間圧延に先立って行う加熱温度は特に制限はなく、一
般的には1000〜1300℃に加熱する。次いで、熱間仕上げ
圧延をフェライト域で行い、材料に適正量の歪みを導入
し、これを焼ならし熱処理を行い再結晶させることによ
り、低降伏強さで、かつバラツキの少ない鋼板が得られ
る。
【００２３】圧延仕上げ温度が650 ℃より低いと導入さ
れる歪みが多すぎ、また830 ℃超と高温となると導入さ
れる歪みが少なく、いずれも降伏強さが高くなり好まし
くない。好ましくは、670 〜830 ℃である。
れる歪みが多すぎ、また830 ℃超と高温となると導入さ
れる歪みが少なく、いずれも降伏強さが高くなり好まし
くない。好ましくは、670 〜830 ℃である。
【００２４】焼ならし温度：830 〜930 ℃ 歪みを導入した材料に焼ならし処理 (normalizing)をす
ることによって再結晶とともにその再結晶粒の粗粒化を
行う。このときの粗粒化の程度は100 μｍであれば十分
である。しかし、焼ならし温度が830 ℃未満ではその効
果がなく、930℃を超えるオーステナイト域では変態に
よってむしろ細粒化され、いずれも降伏強さが高くなり
好ましくない。好ましくは、850 〜900 ℃である。加熱
時間は特に制限はないが、一般には、板厚さ25.4mm当た
り１時間程度であれば十分である。
ることによって再結晶とともにその再結晶粒の粗粒化を
行う。このときの粗粒化の程度は100 μｍであれば十分
である。しかし、焼ならし温度が830 ℃未満ではその効
果がなく、930℃を超えるオーステナイト域では変態に
よってむしろ細粒化され、いずれも降伏強さが高くなり
好ましくない。好ましくは、850 〜900 ℃である。加熱
時間は特に制限はないが、一般には、板厚さ25.4mm当た
り１時間程度であれば十分である。
【００２５】
【実施例】表１に示す成分の鋼を転炉で溶製し、連続鋳
造鋳片とし、1000〜1250℃に加熱した後、熱間圧延を行
い、表２に示す熱間仕上げ温度で同じく表２に示す板厚
にまで熱間圧延した。
造鋳片とし、1000〜1250℃に加熱した後、熱間圧延を行
い、表２に示す熱間仕上げ温度で同じく表２に示す板厚
にまで熱間圧延した。
【００２６】得られた熱延鋼板を表２に示す熱処理温度
で焼ならし処理を行い、空冷した後、熱処理材の中央か
ら引張試験片 (JIS5号試験片) 、２mmＶノッチシャルピ
ー衝撃試験 (JIS4号試験片) を採取し、引張強さ、降伏
強さ、伸び、および０℃での吸収エネルギーを求めた。
それらの結果を表２にまとめて示す。
で焼ならし処理を行い、空冷した後、熱処理材の中央か
ら引張試験片 (JIS5号試験片) 、２mmＶノッチシャルピ
ー衝撃試験 (JIS4号試験片) を採取し、引張強さ、降伏
強さ、伸び、および０℃での吸収エネルギーを求めた。
それらの結果を表２にまとめて示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、引張強さが200 〜280N/mm2、降伏強さが150 N/mm2
以下の範囲でバラツキが小さく、伸びが40％以上であ
り、０℃での衝撃値が47Ｊ以上という特性が実現され、
地震、風などの振動外乱に対する制振性にすぐれた低降
伏点構造用鋼板が得られ、制振構造建築物に対する期待
の大きい今日、本発明の産業上の有利性は特に顕著であ
る。
ば、引張強さが200 〜280N/mm2、降伏強さが150 N/mm2
以下の範囲でバラツキが小さく、伸びが40％以上であ
り、０℃での衝撃値が47Ｊ以上という特性が実現され、
地震、風などの振動外乱に対する制振性にすぐれた低降
伏点構造用鋼板が得られ、制振構造建築物に対する期待
の大きい今日、本発明の産業上の有利性は特に顕著であ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：0.0050％以下、Si：0.02％以下、Mn：0.01〜0.30
％、 Al：0.005 〜0.050 ％、Ｎ：0.005 ％以下、Ti：0.005
〜0.080 ％、 残部が不可避的不純物から成る鋼組成を有する鋳片を熱
間圧延し、650 〜830 ℃の温度範囲で仕上げ圧延を行っ
た後、830 〜930 ℃の温度範囲で焼ならし処理をするこ
とを特徴とする低降伏点構造用鋼板の製造法。 - 【請求項２】 前記鋼組成が、さらにNb：0.005 〜0.03
0 ％、Ｂ：0.0003〜0.0030％の１種または両方を含有す
る請求項１記載の低降伏点構造用鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03392996A JP3271508B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 低降伏点構造用鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03392996A JP3271508B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 低降伏点構造用鋼板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227936A true JPH09227936A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3271508B2 JP3271508B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=12400215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03392996A Expired - Fee Related JP3271508B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 低降伏点構造用鋼板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271508B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104087831A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-08 | 首钢总公司 | 一种100MPa级别低屈服点建筑抗震用钢的制造方法 |
| CN104087830A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-08 | 首钢总公司 | 一种160MPa级别低屈服点建筑抗震用钢的制造方法 |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP03392996A patent/JP3271508B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104087831A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-08 | 首钢总公司 | 一种100MPa级别低屈服点建筑抗震用钢的制造方法 |
| CN104087830A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-08 | 首钢总公司 | 一种160MPa级别低屈服点建筑抗震用钢的制造方法 |
| CN104087830B (zh) * | 2014-07-15 | 2017-04-12 | 首钢总公司 | 一种160MPa级别低屈服点建筑抗震用钢的制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3271508B2 (ja) | 2002-04-02 |
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